JPS5847407Y2 - ガスケイホウソウチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、温度、湿度等の環境条件が変化しても動作
点が変動しないようにしたガス警報装置に関するもので
ある。

第１図は従来のガス警報装置の一例を示すもので、１は
商用電源、２は電源変圧器で一次巻線３と二次巻線４と
を備えている。

５はガス検出素子で、通常半導体形のものが用いられ、
その構成は通常、２個の同一仕様のコイル状に巻いた白
金、パラジウムのような貴金属、またはこれらの合金線
からなる電極６，７を適当な間隔を置いて平行に配置し
、これをＳｎＯ２，ＺｎＯ等の金属酸化物半導体８で一
体に覆ったものである。

そして一方の電極６は電源変圧器２の二次巻線４に接続
される。

９はブザで電極７と商用電源１との間に接続される。

なお、１０は定電圧放電管、１１は抵抗器、１２はヒユ
ーズである。

その動作を説明すると、使用時には二次巻線４により電
極６に１．０〜１．５Ｖの電圧を加えて電極６をヒータ
として発熱させ、金属酸化物半導体８を２００〜３００
℃に加熱しておく。

この状態にあるとき、ガスが金属酸化物半導体８に吸着
されるとその電気抵抗は急激に低下する。

したがって両電極６．７間は低抵抗となり、ブザ９は商
用電源１によって鳴動し、ガスが検知されたことを報知
する。

上記のようなガス警報装置は、感度がよく、かつ安価な
ためプロパンガス爆発事故防止用として急速に普及しつ
つある。

ところがこのような半導体形のガス検出素子を用いたガ
ス警報装置の問題点の一つは、警報を発すべきガス濃度
（以下警報濃度という）が温度や湿度によって変化する
ことである。

すなわち、例えば０℃以下のような絶縁湿度の極めて小
さい範囲においてはガス感度は低下し、高温、高温とな
るにしたがって感度は上昇する。

警報温度でいえば低温では高く、高温、高温では低くな
ってしまう。

上記警報濃度が変化する原因について説明する。

第１図のガス警報装置に使用されているガス検出素子５
の特性を測定すると、第２図に示すようになる。

すなわち、横軸は温度Ｔを示し、縦軸は負荷両端の電圧
Ｅを示す。

この場合、負荷として第１図のブザ９の代りに２にΩの
抵抗器を用い、商用電源１として１００ Ｖを用いた。

そして測定ガスとしてイソブタン０．１％（体積）を使
用した。

乾燥空気中での特性は曲線Ａのようになり、湿度を制御
しない場合には曲線Ｂのようになる。

曲線Ｂの場合の４０℃における相対湿度ＲＨは９０％で
ある。

ガス検出素子５の特性が上記のようであるので、これを
用いて構成した第１図のガス警報装置の温度Ｔに対する
ガスの警報濃度Ｐは第３図の曲線■に示すようになる。

すなわち、−１０℃では警報濃度Ｐは０．３１％である
のに、４０℃では０．１４％となる。

このように従来のガス警報器は製造時に標準の状況で一
定の警報濃度に設定した場合でも、温度。

湿度等の環境条件の変化によって警報濃度が変動してし
まう欠点があった。

このような欠点を除去するために通常考えられる手段と
して、バイメタルやサーミスタ等の素子を組み込んで補
償することがあげられるが、いずれも全体に占める価格
の割合が大きく、コストアップを避けることはできなか
った。

この考案は上述の点にかんがみなされたもので、別個の
部品を必要とせずに上記警報濃度の変動を抑えるように
したものである。

以下この考案について説明する。

第４図はこの考案の要部であるブザ９の詳細を示すもの
である。

この図において、１３は電磁コイル、１４は鉄心、１５
は継鉄、１６は振動片、１７は調整ねしである。

振動片１６の一端を接合した継鉄１５の上部ａにめねじ
を設け、これに調整ねじ１７を螺合しその先端が継鉄１
５に当接するようにしである。

したがって、調整ねじ１７をねじ込んでゆくにつれて継
鉄１５は拡開するようになり、そのため振動片１６の先
端と鉄心１３とのギャップＧは大きくなる。

調整ねじ１７を反対方向に回すと継鉄１５の弾力によっ
てギヤツブＧは小さくなる。

かくしてブザ９の動作始点を調整わじ１７の回動によっ
て連続的に調整可能となる。

以上のような構成のブザ９は従来のものであるが、この
考案では調整ねじ１７を亜鉛材料で構成したものである
。

すなわち、継鉄１５の熱膨張係数より亜鉛材料で構成し
た調整ねじ１７は大きな熱膨張係数を有している。

したがって、温度が上昇するにつれてギャップＧは大と
なり、動作始点は自動的に高くなる。

このことは温度が上昇するにつれて警報濃度が薄くなる
（感度が良くなる）という前述した特性を補償すること
に他ならない。

この考案による特性の補償の一例を第３図の曲線ＩＩに
示す。

なお、上記曲線Ｉ、ＩＩとも径３ｍφ、ピッチＱ 、５
ｍｍ、首下長２０ｍｍの調整ねじ１７を用い、曲線Ｉ
は従来の鉄材料で作成した場合、曲線ＩＩはこの考案の
一実施例である亜鉛材料で作成した場合である。

これから明白なように、この考案によると従来のガス警
報装置に比較して、はるかに警報濃度が平坦となる。

調整ねじ１７の材料としては亜鉛に限定されず、継鉄１
５との熱膨張係数の差があるものであれば他の材料を用
いることができ、例えば第１表に示す線膨張係数αの中
から補償すべき特性が得られるものを選択すればよい。

第４図の実施例は調整ねじ１７のねじ込みによりギャッ
プＧが大となる場合であったが、これと逆に構成した第
５図のような場合でもこの考案は適用できる。

すなわち、第５図では継鉄１５の上部ａにばか孔を設け
、このばか孔に対応して下部すにめねじを形成し、適当
な座金１８を介して調整ねじ１７を図のようにねじ込む
ものである。

この場合にも温度上昇につれて調整ねじ１７の方の伸び
が大きいため、継鉄１５のコの字状の部分は拡開するの
でやはりギャップＧは大きくなる方向に変化し、第４図
の場合と全く同様に作用する。

この考案はブザ９の調整ねじ１７を継鉄１５に対し熱膨
張係数の大きい材料で構成すれば足りるから、特に第６
図に示すような最小構成要素からなるガス警報装置に適
用するのに好適である。

すなわち、第６図の実施例ではガス検出素子５′として
、加熱用のヒータのないものを用い、第１図の電源変圧
器２を不要としたものである。

ガス検出素子５′は、第７図に示すようにセラミックス
のような電気絶縁性および耐熱性のよい材料からなる棒
または筒の支持体１９の両端に貴金属またはそれらの合
金からなるキャップ、環等の電極２０を設け、これにリ
ード線２１を接続する。

金属リボンで電極２０を環状にする場合には、その一端
を延長してリード線２１としてもよい。

そして支持体１９と電極２０とを一体に覆うようにＺｎ
Ｏ。

ＳｎＯ２等の金属酸化物半導体を塗布焼成し、半導体層
２２を形成する。

そして図示はしていないが火炎防止用の金網または焼結
合金のカバーを施して使用する。

さて、第６図の実施例ではガス検出素子５′には自己加
熱により常時所定温度に加熱されており、ガス吸着によ
りその電気抵抗値が低くなるとブザ９が鳴るもので、第
１図の例と全く同じ動作を最小限の素子で実現している
。

このような実施例のガス警報器では、もしバイメタルや
サーミスタを用いて回路的に温度変化による特性の補償
を行うとすれば、補償部分のコストが本体のコストより
高くなってしまうおそれがあるばかりでなく、小形化の
点からも好ましくない。

しかし、この考案によれば調整ねじ１７を取りかえるだ
けでよいので、上記の問題は全く起らない。

第８図、第９図はブザ９の他の実施例をそれぞれ示すも
のである。

これらの実施例では継鉄１５の外側にコの字状の部分を
設け、これに調整ねじ１７を取り付けてギャップＧの調
整を行うようにするとともに、継鉄１５の熱膨張係数よ
りも調整ねじ１７の熱膨張係数の方が小さくなるように
したものである。

そして、第８図の実施例は第４図の実施例に、また第９
図の実施例は第５図の実施例に対応するものである。

なお、以上の実施例は警報器としてブザ９の場合を示し
たが、この考案はその他、ベル、表示灯等の他の警報器
でもよく、要は調整ねしによって動作始点を連続的に調
整しうるちのであればよいことは明らかで゛ある。

以上詳細に説明したように、この考案は警報器の調整わ
じとその支持部材とを、相対的に熱膨張係数の異なる材
料で構成したので、半導体形のガス検知素子の環境条件
による特性の変化を自動的に補償できる。

しかも、特別の構成を付加する必要がないため、殆んど
コストを上げることな〈実施でき、かつ既製品への適用
もきわめて簡単であるなど、幾多の利点を有するもので
、この種の半導体のガス検知素子を用いたガス警報器の
特性を一段と高めうる点でその意義はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス警報装置の一例を示す回路図、第２
図は半導体形のガス検知素子の温度に対する出力の関係
を示す特性図、第３図はガス警報装置の温度に対する警
報濃度の関係を示す特性図、第４図はこの考案の要部で
あるブザの側面図、第５図は同じくこの考案のブザの他
の実施例を示す側面図、第６図はこの考案のガス警報装
置の一実施例を示す回路図、第７図は第６図の実施例に
おけるガス検出素子の構成を示す断面図、第８図。 第９図はこの考案の要部であるブザの他の実施例をそれ
ぞれ示す側面図である。 図中、１は商用電源、５，５′はガス検出素子、９はブ
ザ、１４は鉄心、１５は継鉄、１６は振動片、１７は調
整ねしである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 半導体形のガス検出素子と、ガス吸着による前記ガス検
   出素子の抵抗値変化により作動する警報器とを備えたガ
   ス警報装置であって、前記警報器はコの字形の継鉄の一
   端に振動片の一端が固定され前記振動片の他端側を電磁
   コイルによりこの電流コイルに流れる電流に応じて吸着
   して発音させ、さらに前記コの字形の継鉄の対向辺の間
   隔を調整ねじの回動により調整し動作始点を連続的に調
   整しうる構造のものにおいて、前記動作始点の環境条件
   の変化による変動を周囲温度の変化による変形により自
   動的に補正せしめるため前記調整ねじと、前記継鉄とを
   相対的に熱膨張係数の異なる材料で構成したことを特徴
   とするガス警報装置。